Научная тема: «ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ВОКРУГ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ КАК ФАКТОРЫ МОЛЕКУЛЯРНОГО УЗНАВАНИЯ»
Специальность: 03.01.02
Год: 2010
Отрасль науки: Биологические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
1) Наличие характеристического параметра поля вокруг макромолекулы электростатического лόскута, важного для межмолекулярного узнавания.

2) Инвариантность размера, формы и положения электростатических лόскутов в семействах белков даже при отсутствии инвариантности в их первичных структурах заряженных аминокислот, образующих лόскуты, и следующая отсюда эволюционная обусловленность электростатических потенциалов белков.

3) Анизотропия электростатических потенциалов промоторных ДНК в направлении, перпендикулярном оси спирали ДНК, отличающая не только промоторные ДНК от периодических, но и промоторы один от другого, а также участки промоторов друг от друга.

4) Двойственность функции фосфатов ДНК при образовании атом-атомных контактов в системе гомеодомен-ДНК: образование электростатического лόскута и нейтрализация зарядов фосфатов ДНК лизиновыми и аргининовыми остатками белка в интерфейсе ДНК-белковых комплексов.

5) Почти полное отсутствие конденсации противоионов на транспортных РНК в отличие от двуспиральных ДНК из-за различия в их геометрии. Как следствие, дополнительная индукция электростатическим полем тРНК зарядов на аминоацил-тРНК синтетазе посредством ионизации ее гистидинов для специфичности и надёжности узнавания.

Список опубликованных работ
Статьи в рецензируемых журналах

1. Изумрудов В.А., Савицкий А.П., Сивожелезов B.C., Зезин А.Б., Кабанов В.А., Березин И.В. (1987)

Ускорение взаимодействия трипсина с соевым ингибитором в присутствии поликатиона. Доклады

АН СССР, 294, 1501 -1505.

2. Lazarev P.I. , Sivozhelezov V.S. (1991). Solvent Permittivity Dispersion Electrostatic Model Better Fits

Kinetic Data. Topics in Molecular Organization and Engineering, 7, 149-160.

3. Постникова Г.Б., Целикова СВ., Сивожелезов B.C. (1992) Изучение переноса электрона в гем-белках.

X. Влияние рН, ионной силц и ионов цинка на скорость восстановления феррицитохрома С окси-

миоглобином сердца свиньи. Мол. биология, 26, 880-890.

4. Postnikova G.B., Sivozhelezov V.S., Tselikova S.V. (1995) Controlling the electron transfer rate between

oxymyoglobin and ferricytochrome С. The role´of histidines and electrostatic and steric interactions in the

mechanism of the reaction. Mol. Engineering, 4, 431-439.

5. Sivozhelezov V.S. Interpretation of ionic strength dependencies of the electron transfer in the cytochrome С

- cytochrome B5 system for the wildtype and lysine-mutated yeast cytochrome С Mol. Engineering, 1996, 6,

405-414.

6. Сивожелезов B.C., Комаров Ю.Е., Постникова Г.Б. (1996) Изучение переноса электрона в

гемопротеинах. Применимость моделей электростатического взаимодействия молекул к описанию

зависимости скорости реакции между миоглобином и цитохромом с от ионной силы. Биофизика,

41,1180-1192.

7. Сивожелезов B.C., Комаров Ю.Е., Постникова Г.Б. (1998) Применимость моделей

электростатического взаимодействия молекул к описанию зависимости скорости реакции между

миоглобином и цитохромом с от ионной силы. Биофизика, 43, 16-26.

8. Polozov R.V., Dzhelyadin T.R., Sorokin A.A., Ivanova N.N., Sivozhelezov V.S., Kamzolova S.G. (1999)

Electrostatic potentials of DNA. Comparative analysis of promoter and nonpromoter nucleotide sequences. J.

Biomol. Struct. Dyn. vol.16, No.6, 1135-43

9. Моисеева С.А., Постникова Г.Б., Сивожелезов В.С. (2000). Окисление оксимиоглобина кашалота,

катализируемое ионами ферроцианида: кинетика и механизм, Биофизика 45, 1019-1028.

10. Kamzolova S.G., Sivozhelezov V.S., Sorokin A.A., Dzhelyadin T.R., Ivanova N.N., Polozov R.V. (2000)

RNA polymerase--promoter recognition. Specific features of electrostaticpotential of "early" T4 phage DNA

promoters. J. Biomol. Struct. Dyn. vol.18 No.3, 325-334.

11. Hou S., Belisle C., Lam S., Piatibratov M., Sivozhelezov V., Takami H., Alam M. (2001)A globin-coupled

oxygen sensor from the facultatively alkaliphilic Bacillus halodurans C-125. Extremophiles 5, 351-354.

12. Hou S., Freitas T., Larsen R.W., Piatibratov M., Sivozhelezov V., Yamamoto A., Meleshkevitch E.A.,

Zimmer M., Ordal G.W., Alam M. (2001) Globin-coupled sensors: a class of heme-containing sensors in

Archaea and Bacteria. Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 9353-9358.

13. Dzhelyadin T.R., Sorokin A.A., Sivozhelezov V.S., Ivanova N.N., Polozov R.V., Kamzolova S.G. (2001)

New approach in studying RNA polymerase-promoter recognition code. J. Biomol. Struct. Dyn., 18, 922-

923.

14. Т.Р.Джелядин, А.А.Сорокин, Н.Н.Иванова, В.С.Сивожелезов, С.Г.Камзолова, Р.В.Полозов. (2001)

Особенности электростатического взаимодействия РНК-полимеразы Escherichia coli с промоторами

ДНК фага Т4. Биофизика 46, 1022-1026.

15. Nicolini C., Erokhin V., Ghisellini P., Paternolli C., Ram M.K., Sivozhelezov V. (2001) P450scc engineering

and nanostructuring for cholesterol sensing, Langmuir 17, 3719-3726

16. Шеховцова Е.А., Гораев Е.В., Сивожелезов В.С., Постникова Г.Б. (2005) Окисление миоглобинов

кашалота, лошади и свиньи, катализируемое ионами феррицианида. Кинетика и механизм.

Биофизика 50(1):39-48.

17. Сабурова Е.А., Дыбовская Ю.Н., Сивожелезов В.С., Елфимова Л.И. (2005) Электростатический вклад

во взаимодействие некоторых белков с полиэлектролитами. Биофизика 50(3):423-432

18. Шеховцова Е.А., Гораев Е.В., Сивожелезов В.С., Постникова Г.Б. (2005) Механизм катализируемого

ионами ферроцианида окисления оксимиоглобина: химически модифицированный и мутантный

миоглобины кашалота Биофизика 50(4): 631-640.

19. Sivozhelezov V., Nicolini C. (2005) Homology modeling of cytochrome P450scc and the mutations for

optimal amperometric sensor. J Theor Biol. 234, 479-485.

20. Pechkova E., Sivozhelezov V., Tropiano G., Fiordoro S., Nicolini C. (2005) Comparison of lysozyme

structures derived from thin-film-based and classical crystals. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 61, 803-

808.

21. Polozov, RV, Sivozhelezov, VS, Ivanov, VV, and Melnikov, YB. (2005) On a Classification of E. coli

promoters according to their electrostatic potentials. Physics of Particles and Nuclei Letters 2, 241-246.

22. Polozov R.V., Montrel M., Ivanov V.V., Melnikov Y., Sivozhelezov V.S. (2006) Transfer RNAs:

electrostatic patterns and an early stage of recognition by synthetases and elongation factor EF-Tu.

Biochemistry 45, 4481-9440.

23. Sivozhelezov V., Pechkova E., Nicolini C. (2006) Mapping electrostatic potential of a protein on its

hydrophobic surface: implications for crystallization of cytochrome P450scc. J. Theor. Biol. 241, 73-80.

24. Sivozhelezov V., Giacomelli, L., Tripathi, S., & Nicolini, C. (2006) Gene expression in the cell cycle of

human T lymphocytes: I. Predicted gene and protein networks, J Cell Biochem 97, 1137-1150.

25. Sivozhelezov V and Nicolini, C. (2006) Theoretical framework for octopus rhodopsin crystallization.

Journal of Theoretical Biology 240, 260-269.

26. Sivozhelezov V and Nicolini, C. (2007) Prospects for octopus rhodopsin utilization in optical and quantum

computation. Physics of Particles and Nuclei Letters 4(2):189-196.

27. Postnikova G.B., Moiseeva S.A., Shekhovtsova E.A., Goraev E.V., Sivozhelezov VS. (2007) Ferrocyanide -

a novel catalyst for oxymyoglobin oxidation by molecular oxygen. FEBS Journal 274, 5360-5369.

28. Pechkova E., Sivozhelezov V., Nicolini C. (2007) Protein thermal stability: the role of protein structure and

aqueous environment. Arch Biochem Biophys. 466, 40-48.

29. Sivozhelezov V., Braud C., Giacomelli L., Pechkova E., Giral M., Soulillou J.P., Brouard S., & Nicolini C.

(2008) Immunosuppressive drug-free operational immune tolerance in human kidney transplants recipients.

Part II. Non-statistical gene microarray analysis, J Cell Biochem 103, 1693-1706

30. Nicolini C, Bruzzese D, Sivozhelezov V, Pechkova E. (2008) Langmuir Blodgett based lipase nanofilms of

unique structure-function relationship. Biosystems 94, 228–232

31. Covani U., Marconcini S., Giacomelli L., Sivozhelevov V., Barone A., Nicolini C. (2008). Bioinformatic

prediction of leader genes in human periodontitis. J. of Periodontology, 79, 1974-1983

32. Chirgadze YN, Zheltukhin EI, Polozov RV, Sivozhelezov VS, Ivanov VV (2009). Binding regularities in

complexes of transcription factors with operator DNA: homeodomain family. J Biomol Struct Dyn. 26, 687-

700.

33. Sivozhelezov V., Bruzzese D, Pastorino, L, Pechkova, E, Nicolini, C (2009). Increase of catalytic activity of

lipase towards olive oil by Langmuir-film immobilization of lipase. Enzyme and Microbial Technology 44,

72-76.

Статьи в научных сборниках, тезисы, препринты

34. Buravtsev V.N., Lazarev P.I. (1990) The Role of Spatial Dispersion of Solvent Permittivity in Electrostatic

Interactions in Proteins Molecular Electronics: Proceedings of Santa Clara Conference on Biosensors and

Biocomputers. New York: Plenum Press, 97-104.

35. Fedoseyev A.I., Purtov S.V., Lazarev P.I, Sivozhelezov V.S. (1992) Mathematical modelling of 3D protein

molecule potential in nonlinear media. Proceedings of the International Conference "Physique en Herbe-92",

Marseille, 1992. p.233-242

36. Sivozhelezov V.S. (1993) Modeling electrostatic interactions of proteins Abstr. Int. Conf. CSAM-93, St.

Petersburg, 1993, p.121

37. Nicolini C., Sivozhelezov V.S. (1996) Ab Initio Molecular Design. In: Molecular Bioelectronics, Singapore,

World Scientific Publishers, ISBN 9810226853, 9789810226855, 266 pps, p.77-110.

38. Гораев Е.В., Постникова Г.Б., Сивожелезов В.С (2002). Моделирование каталитического окисления

миоглобина. Тезисы докладов конференции по информационно-вычислительным технологиям в науе

"ИВТН-2002", Москва, c.125

39. Гораев Е.В., Моисеева С.А., Постникова Г.Б. Каталитическое окисление миоглобина ферроцианидом

калия. Тезисы докладов III съезда Российского биохимического общества, С.-Петербург, 2002, c.70

40. Постникова Г.Б., Моисеева С.А., Шеховцова Е.А., Сивожелезов В.С., Целикова С.В. (2004)

Каталитический эффект ферри- и ферроцианида на перенос электрона в гемсодержащих белках:

кинетика и механизм. Тез.докл. III Съезда биофизиков России, июнь 2004 г., Воронеж, т.1, с.87-88.

41. Постникова Г.Б., Шеховцова Е.А., Моисеева С.А., Гораев Е.В., Сивожелезов В.С. (2004)

Каталитическое окисление оксимиоглобинов ионами меди. Тез.докл. III Съезда биофизиков России,

июнь 2004 г., Воронеж, т.1, с.88-89.

42. Сабурова Е. А., Дыбовская Ю. Н., Авсеенко Н. В., Сивожелезов В. С. (2005) Применение расчетов

электростатического поля белков при выборе ферментов для микрокапсулирования. В сб.

"Математика. Компьютер. Образование". Под общей редакцией Г.Ю. Ризниченко. Ижевск: Научно-

издательский центр "Регулярная и хаотическая динамика", 2005. Том 3, ISBN 5-9397-2495-7, с. 923-

933.

43. Akishina T.P., Ivanov V.V., Polozov R.V., Sivozhelezov V.S. (2005) Study of electorostatic potentials of

DNA promotors. Abstracts of the 3rd International Workshop "Quantum Physics and Communication´´ QPC

2005 Dubna, Russia, 30 June - 3 July, 2005, http://lit.jinr.ru/QPC2005/abstracts.html , p. 38.

44. Nicolini C., Pechkova E., Sivozhelezov V. (2005) Protein-based quantum computation Part 1. Cytochromes

and nanoparticles for electronic QC. Ibid., p. 42-44.

45. Sivozhelezov V., Nicolini C. (2005) Protein-based quantum computation. Part 2. Possible use of rhosopsins

as efficient optical QC detectors. Ibid., p. 45-46.

46. Marconcini S., Giacomelli L., Sivozhelezov V., Barone A., Covani U. (2006) Prediction of Leader Genes in

Human Periodontitis. Abstracts for presentations at the 92nd American Association for Peridontology

Annual Meeting, San Diego, http://www.perio.org/resources-products/research-forum06.htm

47. Mayburov S, Nicolini C, Sivozhelezov V (2006). Quantum Effects and Genetics Code: Dynamics and

Information Transfer in DNA Replication. Stanford University Library Arxiv preprint q-bio/0611009.

48. Giacomelli L., Sivozhelezov V., Orlando B., Chiappe G., Derchi G., Bezerra T., Barone A., and Covani U.

(2008) Periodontitis association with diabetes and heart ischemia: a data-mining study. Abstracts of the

International Association for Dental Research 86th General Session & Exhibition, Toronto, 2008, Session

#63, Abstract 0295, http://iadr.confex.com/iadr/2008 Toronto/techprogram/session_19425.htm

49. Иванов В.В., Зрелов П.В., Полозов Р.В., Катаев А.А., Сивожелезов В.С. (2008) К вычислительной

биосенсорной нанотехнологии: электростатические свойства ферментов и полиэлектролитов. В сб.:

Ядерная физика и нанотехнологии. Под общей редакцией А.Н.Сисакяна. Дубна: ОИЯИ, 2008, ISBN

5-9530-0170-3, с.293-311.

50. Chirgadze Yu.N., Ivanov V.V., Polozov R.V., Sivozhelezov V.S., Stepanenko V.A., Zrelov P.V. (2008)

Recognition of Promoter Binding Regions in the Double-Chained DNA by Transcription Factors with the

Use of Molecular Cartography. In: Distributed Computing and Grid-Technologies in Science and Education:

Proceedings of the Third International Conference (GRID´2008), Dubna, June 30 - Jule 4, 2008.- Dubna:

JINR, 2008, 400 p., ISBN 978-5-9530019-8-4, - p.233-237.

51. Akishina T.P., Ivanov V.V., Zrelov P.V., Polozov R.V., Sivozhelezov V.S. (2008) Distributed Computations

in Physical Bioinformatics Tasks. Там же, p.221-224

52. Akishina T.P., Zrelov P.V., Ivanov V.V., Polozov R.V., Sivozhelezov V.S. (2008) Distributed Computations

in Physical Bioinformatics Tasks: Calculations of Physicochemical Characteristics and Interactions of

Proteins (Protein Data Bank), Their Systematization and Classification/ // Distributed Computing and Grid-

Technologies in Science and Education: Book of Abstracts of the 3rd International Conference, Dubna, June

30 - July 4, 2008.- Dubna: JINR, 2008.-p.20-21

53. Chirgadze Yu.N., Stepanenko V.A., Zrelov P.V., Ivanov V.V., Polozov R.V., Sivozhelezov V.S. (2008)

Recognition of Promoter Binding Regions in the Double-Chained DNA by Transcription Factors with the

Use of Molecular Cartography.- Там же, p.41.

54. V.V. Ivanov, Stepanenko V.A., P.V. Zrelov, E.I. Zheltukhin, Yu.N. Chirgadze, V.S. Sivozhelezov, Polozov

R.V. (2009)Toward Protein-DNA Stereochemical Recognition Codes. In: Mathematical Modeling and

Computational Physics (MMCP´2009): Book of Abstracts of the International Conference, Dubna, July 7-11,

2009 . - Дубна : ОИЯИ, 2009. - 228p. ISBN 978-5-9530021-5-8, p.152.

55. Akishina T.P., Ivanov V.V., Stepanenko V.A., Sivozhelezov V.S., Polozov R.V.. (2009) Toward

Classification of Promoter DNAs According to Their Electrostatic Potentials.Там же, p.153.

56. Mayburov S, Nicolini C, Sivozhelezov V (2009). Influence of Protein Electrostatic Field on Hydrogen

Bonding. Stanford University Library Arxiv preprint q-bio/0911.3563.